JP2019214174A - 木質建材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水溶性樹脂の溶出を抑制し、高い寸法安定性を有することが可能な木質建材、及び当該木質建材の製造方法を提供する。【解決手段】木質建材２０は、木材１と、木材の内部に浸透している第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５とを有する改質木材１０を備える。第１の含浸剤は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上である。第２の含浸剤は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下である。そして、かさ効果は、数式１に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である。【数１】【選択図】図１

Description

本発明は、木質建材及びその製造方法に関する。

従来より、木材の割れや反り、変形を抑え、木材に寸法安定性を付与する方法として、ポリエチレングリコール等の水溶性樹脂を木材の細胞壁内に含浸させた後に乾燥する方法が知られている。水溶性樹脂を木材に含浸させることにより、木材が常に膨潤状態となり、伸縮が起こり難くなることから、木材の割れや反り、変形を抑制することが可能となる。ただ、この方法では、含浸させた水溶性樹脂が乾燥後も依然として水に易溶性であることから、木材が吸水又は吸湿することにより、水溶性樹脂が木材の表面に溶出し、寸法安定性が低下する可能性がある。

そのため、特許文献１では、木質材料の小片等に予め寸法安定化用樹脂であるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含浸させた後に、接着剤として４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を使用する寸法安定化木質ボードの製造方法を開示している。具体的には、特許文献１は、木質材料にＰＥＧを含浸した後、ＭＤＩをスプレーで塗布し、フォーミング及び熱圧締成型することにより、寸法安定化木質ボードを得ることを開示している。この製造方法によれば、イソシアネート基が予め含浸させたＰＥＧの末端基の活性水素と反応してウレタン結合を形成するので、ＰＥＧが固定され、水分による流出を防ぐことが可能となる。

特開平９−２５４１１０号公報

しかしながら、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートにおけるイソシアネート基は非常に反応性に富み、空気中の水分とも反応する性質を有する。そのため、木質材料にＭＤＩを塗布した場合、ＭＤＩは木質材料の表面でウレタン結合を生成し、木質材料の道管内部に浸透したポリエチレングリコールとはウレタン結合を形成し難い。その結果、ＭＤＩと反応せず、木質材料の内部に残存するポリエチレングリコールが木質材料から流出し、木質材料の寸法安定性が低下するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、水溶性樹脂の溶出を抑制し、高い寸法安定性を有することが可能な木質建材、及び当該木質建材の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る木質建材は、木材と、木材の内部に浸透している第１の含浸剤及び第２の含浸剤とを有する改質木材を備える。第１の含浸剤は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上である。第２の含浸剤は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下である。そして、上記かさ効果は、数式１に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である。

本発明の第二の態様に係る木質建材は、基板と、基板における少なくとも一方の表面に設けられる表面部材とを備える。表面部材は、木材と、木材の内部に浸透している第１の含浸剤及び第２の含浸剤とを有する改質木材を含む。第１の含浸剤はポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコール誘導体の少なくとも一方であり、第２の含浸剤は水溶性のウレタン樹脂である。

本発明の第三の態様に係る木質建材の製造方法は、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を含む含浸剤溶液に、木材を含浸する工程を有する。第１の含浸剤は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上である。第２の含浸剤は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下である。そして、上記かさ効果は、数式２に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である。

本開示によれば、水溶性樹脂の溶出を抑制し、高い寸法安定性を有することが可能な木質建材、及び当該木質建材の製造方法を提供することができる。

（ａ）は、木材の内部を拡大して示す概略断面図である。（ｂ）は、木材における道管の周辺組織に、第１の含浸剤が浸透した状態を概略的に示す断面図である。（ｃ）は、木材における道管の周辺組織に第１の含浸剤が浸透した状態で、道管の内面に第２の含浸剤が付着した状態を概略的に示す断面図である。 本実施形態の木質建材の一例を示す斜視図である。 木材における道管の内部に、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を含む含浸剤溶液を浸透させた状態を概略的に示す断面図である。

以下、本実施形態に係る木質建材、及び当該木質建材の製造方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

［木質建材］
木材は、乾燥によって収縮し、吸湿によって膨潤する。このような木材の収縮及び膨潤は、温度及び湿度の変化によって寸法の変化をもたらすだけでなく、木材の組織的な異方性に起因する収縮の異方性や、局部的な材質の不均質性、乾燥の不均一性のために、割れや反り、変形の原因となる。

ここで、木材中の水分は、細胞内腔などの比較的大きな空隙に含まれる水分（自由水）と、細胞壁中に含まれる水分（結合水）とに分けられる。乾燥により木材中の自由水が失われても木材の収縮は起こらないが、乾燥が進んで細胞壁の中の結合水が減少し、細胞壁自体が薄くなることにより、木材の収縮が進行し、割れ等が生じてしまう。

そこで、本実施形態の木質建材は、木材と、木材の内部に浸透している第１の含浸剤及び第２の含浸剤とを有する改質木材を用いる。木材の内部に第１の含浸剤及び第２の含浸剤を浸透させることにより、木材の細胞壁を膨潤状態に維持し、木材の収縮を抑制することができる。そのため、木質建材は、割れや反り、変形を長期間に亘り抑制することが可能となる。以下、本実施形態の木質建材の各構成要素について、順次説明する。

（木材）
本実施形態の木質建材において使用する木材は特に限定されず、例えば突板として使用できるものを用いることができる。このような木材としては、ナラ、オーク、クルミ、ウォールナット、ピーチ、バーチ、メープル、スギ及びアッシュからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。これらの木材は高級感があり意匠性が高いことから、これらの木材を用いた改質木材は、後述するように表面部材として好適に用いることができる。

木材としては、主に日本をはじめ東南アジア等で短期間に大径木となる早生樹を使用することもできる。具体的には、木材は、センダン、チャンチンモドキ、ハンノキ、ユリノキ、ユーカリ、ポプラ、アカシアマンギウム及びファルカタからなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。早生樹は、成長が早く比較的安価であることから、植林にて十分に供給することが可能な樹種である。

ここで、早生樹は、広年輪幅の部分が広く年輪の曲率が大きいことから寸法変化に異方性が発生してしまう。そのため、早生樹を乾燥する際、局部的に大きな収縮応力が発生し、乾燥割れが発生しやすい。ただ、後述するように、早生樹の内部に第１の含浸剤及び第２の含浸剤を浸透させることにより、膨潤状態に維持して収縮を抑制することができるため、本実施形態では木材として早生樹も好適に用いることができる。

なお、木材は、含水率が高い生の状態であってもよく、含水率が低い乾燥状態であってもよい。木材の含水率が高い状態であっても、後述する製造方法により、道管中の水分と第１の含浸剤及び第２の含浸剤とを置換することができるため、改質木材を得ることができる。

（第１の含浸剤）
本実施形態の木質建材において、木材の内部に浸透させる第１の含浸剤は、木材の細胞壁中の微小空隙に入り込んで充填され、当該微小空隙に留まることができるものを使用することができる。このような第１の含浸剤を使用することにより、第１の含浸剤によって細胞壁を膨潤状態に維持できることから、いわゆる「かさ効果」によって改質木材の収縮を抑制することができる。

第１の含浸剤としては、かさ効果が７０％以上であるものを使用することが好ましい。本明細書において、「かさ効果」は、数式３に示す、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ２１０１：２００９（木材の試験方法）に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である。

具体的には、まず、含浸剤（第１の含浸剤及び／又は第２の含浸剤）を含浸させた木材を作製する。含浸剤を木材に含浸させる際、含浸剤を溶媒に溶解させたときには、乾燥することにより、木材から溶媒を除去する。そして、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて、含浸剤を含浸させた木材の体積膨張率を測定する。さらに、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて、含浸剤を含浸させていない木材の体積膨張率も測定する。そして、数式３に沿って、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合を計算することにより、かさ効果の値を求めることができる。

かさ効果が７０％以上の第１の含浸剤は、木材の細胞壁の内部に入り込んで充填され易いことから、細胞壁を容易に膨潤状態にすることが可能となる。

また、第１の含浸剤は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ１５７１：２０１０（木材保存剤−性能基準及びその試験方法）に規定の耐候操作の前後での重量減少比率が４０％以上であるものを使用することが好ましい。つまり、最初に木材を第１の含浸剤に含浸し、含浸率を繊維飽和点に到達させる。第１の含浸剤を木材に含浸させる際、第１の含浸剤を溶媒に溶解させたときには、乾燥することにより、木材から溶媒を除去する。次に、第１の含浸剤を含浸した木材に対して、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作を行う。そして、含浸剤が充填した状態の木材の質量及び耐候操作後の木材の質量から、数式４に基づき重量減少比率を求める。このようにして求めた重量減少比率が、第１の含浸剤では４０％以上となる。なお、木材の細胞壁に侵入可能な高いかさ効果を有する含浸剤は、水に易溶性であることから、耐候操作で含浸剤が溶出して必然に重量減少比率が高くなり、４０％以上となる。

なお、本明細書において、含浸剤に係る上述のかさ効果及び重量減少比率を測定する際に用いる木材の種類は特に限定されず、どのような木材を用いても、かさ効果及び重量減少比率は同等の数値を示す。

上述のかさ効果及び重量減少比率を満たす第１の含浸剤は、木材の細胞壁の内部に入り込んで充填され易い反面、細胞壁から溶出しやすいという特徴を有する。このような第１の含浸剤としては、ポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコール誘導体の少なくとも一方を含むことが好ましい。また、第１の含浸剤は、ポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコール誘導体の少なくとも一方であることが好ましい。ポリアルキレングリコールとしては、重量平均分子量が２００〜２００００のものを使用することができる。また、ポリアルキレングリコールとしては、炭素数が３〜８であるアルキレン基を有するものを使用することができる。ポリアルキレングリコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールを単独又は複数種用いることができる。あるいは、ポリアルキレングリコールとしては、エチレングリコールとプロピレングリコールとを共重合させたものなど、アルキレン基が異なるアルキレングリコール同士を共重合させたものであってもよい。

ポリアルキレングリコール誘導体としては、例えば、ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルを使用することができる。

（第２の含浸剤）
上述のように、第１の含浸剤は、木材の細胞壁の内部に入り込んで充填され易い反面、細胞壁から溶出しやすいという特徴を有する。そのため、木材に第１の含浸剤のみを含浸させた場合には、木材が吸水又は吸湿することにより、第１の含浸剤が木材表面に溶出し、寸法安定性が低下する可能性がある。そのため、本実施形態の木質建材において、改質木材は、第１の含浸剤に加えて、第１の含浸剤の溶出を抑制するための第２の含浸剤を含浸している。このような第２の含浸剤を含浸することにより、改質木材が吸水又は吸湿した場合でも、第１の含浸剤の溶出を抑制し、寸法安定性を長期に亘り高い状態に維持することができる。

本実施形態の木質建材において、木材の内部に浸透させる第２の含浸剤は、かさ効果が３０％以下であるものを使用することが好ましい。さらに、第２の含浸剤は、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作の前後での重量減少比率が１０％以下であるものを使用することが好ましい。このような第２の含浸剤は、木材の細胞壁の内部に入り込んで、かさ効果を発揮する効果は低いものの、木材の道管の内壁に付着し、第１の含浸剤が木材の細胞壁から溶出することを抑制できる。また、第２の含浸剤は、重量減少比率が低いことから、改質木材が吸水又は吸湿した場合でも第２の含浸剤は溶出し難く、その結果、第１の含浸剤の溶出を抑制することができる。

このような第２の含浸剤としては、水溶性のウレタン樹脂を含むことが好ましく、水溶性のウレタン樹脂であることがより好ましい。水溶性のウレタン樹脂は、木材の道管に付着しやすく、吸水時でも溶出し難いため、第２の含浸剤として好適に用いることができる。また、第２の含浸剤としては、エマルジョン型のウレタン樹脂も使用することができる。なお、水溶性のウレタン樹脂は、エマルジョン型のウレタン樹脂よりも木材の道管に浸入しやすく、道管の内壁に付着しやすい特性を有する。そのため、エマルジョン型のウレタン樹脂に比べて、水溶性のウレタン樹脂は、第１の含浸剤の溶出をより効果的に抑制できることから、第２の含浸剤は水溶性のウレタン樹脂であることが好ましい。

本実施形態の木質建材において、木材に第１の含浸剤及び第２の含浸剤を浸透させることによる効果について説明する。図１（ａ）に示すように、木材１は、道管２と、道管２を形成する周辺組織３とを有する。木材１に第１の含浸剤及び第２の含浸剤を浸透させていない場合には、乾燥が進んだ際、周辺組織３における細胞壁中の結合水が減少し、細胞壁自体が薄くなるため、木材１の収縮が進行してしまう。

このような木材１の収縮を抑制するために、図１（ｂ）に示すように、木材１に第１の含浸剤４を浸透させ、木材１の細胞壁中の微小空隙に充填することにより、周辺組織３を膨潤状態にし、かさ効果によって木材１の収縮を抑制することが可能となる。ただ、図１（ｂ）に示すように、第１の含浸剤４は、木材１の道管２を通じて周辺組織３の細胞壁に浸透する反面、浸透した第１の含浸剤４は、道管２を通じて木材１の外部に溶出する場合がある。

本実施形態では、木材１から第１の含浸剤４が溶出することを抑制するために、木材１に第２の含浸剤を含浸している。図１（ｃ）に示すように、第２の含浸剤５は、木材１の細胞壁の内部に入り込んで、かさ効果を発揮する機能は低いものの、木材１の道管２の内壁２ａに付着することができる。道管２の内壁２ａに付着した第２の含浸剤５は、木材１が吸水又は吸湿した場合でも溶出し難く、道管２の内壁２ａに留まることができる。そのため、第２の含浸剤５は、第１の含浸剤４が木材１の細胞壁から溶出することを抑制し、周辺組織３を膨潤状態に維持することができる。

このように、本実施形態の木質建材は、木材１と、木材１の内部に浸透している第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５とを有する改質木材１０を備える。第１の含浸剤４は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上である。また、第２の含浸剤５は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下である。そして、上記かさ効果は、数式３に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である。

第１の含浸剤４は、木材１の細胞壁中の微小空隙に入り込んで充填され、当該微小空隙に留まることができる。これにより、周辺組織３を膨潤状態に維持できることから、かさ効果によって改質木材１０の収縮を抑制し、割れや反り、変形を防ぐことができる。さらに、第１の含浸剤４は、吸湿及び吸水により木材１から溶出しやすいが、第２の含浸剤５は、第１の含浸剤４が木材１の細胞壁から溶出することを抑制し、周辺組織３を膨潤状態に維持することができる。その結果、得られる改質木材１０は、割れや反り、変形を長期間に亘って抑制することが可能となる。

さらに、本実施形態の木質建材において、改質木材１０は、ＪＩＳ Ｚ２１０１に規定の体積膨潤率が５％以内であることが好ましい。改質木材１０の体積膨潤率がこのような値であることにより、改質木材１０の膨潤及び収縮が起こり難いことから、割れや反り、変形をさらに抑制することが可能となる。

ここで、本実施形態の木質建材は、上述の改質木材１０のみからなるものであってもよい。ただ、木質建材は、改質木材１０と他の部材とを組み合わせた複合材であってもよい。具体的には、図２に示すように、木質建材２０は、基板１１と、基板１１における少なくとも一方の表面に設けられる表面部材１２とを備える複合材であってもよい。

木質建材２０において、基板１１は、木質建材に一般的に用いられる基板であれば特に限定されない。基板１１としては、例えば、合板、パーティクルボード、ＯＳＢ(Oriented Strand Board）、ＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber）等の木質系基板、無機系基板等を挙げることができる。これらのなかでも、基板１１としては合板が好ましく、ラワン、ユーカリ、ファルカタ、カメレレ、キリ、ラバーウッド、ポプラ、スギ、カラマツ、ヒノキ等の合板を好適に用いることができる。

木質建材２０において、表面部材（突板）１２として、上述の改質木材１０を用いることが好ましい。改質木材１０は、第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５の効果により、割れや反り、変形を長期間に亘って抑制することができるため、表面部材１２として用いることにより、木質建材２０の外観を良好に保つことができる。なお、表面部材１２の厚みは特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ〜８ｍｍとすることができる。

基板１１と表面部材１２との間には、これらを接合するために、接着剤を介在させてもよい。このような接着剤としては、基板１１と表面部材１２とを強固に接合できるものであれば特に限定されない。接着剤としては、水性ビニルウレタン樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、水性イソシアネート樹脂系接着剤等の水性接着剤を挙げることができる。

このように、本実施形態の木質建材２０は、基板１１と、基板１１における少なくとも一方の表面に設けられる表面部材１２とを備える。表面部材１２は、木材１と、木材１の内部に浸透している第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５とを有する改質木材１０を含む。そして、第１の含浸剤４はポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコール誘導体の少なくとも一方であり、第２の含浸剤５は水溶性のウレタン樹脂である。上述のように、改質木材１０は、第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５の効果により、割れや反り、変形を長期間に亘って抑制することができる。そのため、改質木材１０を表面部材１２として用いた木質建材２０は、高い意匠性を長期間に亘って維持することが可能となる。

［木質建材の製造方法］
次に、本実施形態に係る木質建材の製造方法について説明する。なお、木材、第１の含浸剤及び第２の含浸剤は、上述の木質建材で説明したものと同じであるため、それらの説明は省略する。

本実施形態の製造方法は、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を含む含浸剤溶液に、木材を含浸する工程を有する。木材に第１の含浸剤及び第２の含浸剤を含浸するに際し、まず、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を適当な溶媒に溶解して、含浸剤溶液を調製することが好ましい。含浸剤溶液における第１の含浸剤及び第２の含浸剤の濃度は特に限定されない。ただ、図３に示すように、第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５を含む含浸剤溶液６が道管２を通じて木材１の内部に浸透できる限り、これらはできるだけ高濃度であることが好ましい。なお、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を溶解する溶媒としては、水及びメタノールの少なくとも一方を用いることができる。

第１の含浸剤及び第２の含浸剤を木材に含浸するには、木材を含浸剤溶液に浸漬すればよい。その場合、含浸剤溶液の含浸を早めるには、含浸剤溶液を満たされた耐圧容器に木材を投入した状態で加圧することが好ましい。この際、加圧する場合の圧力は特に限定されないが、例えば０．３〜１ＭＰａとすることが好ましい。また、浸漬時には加熱する必要はなく、温度は常温とすることができる。

含浸剤溶液に木材に浸漬した後、乾燥させて溶媒を除去することにより、第１の含浸剤及び第２の含浸剤が含浸された改質木材を得ることができる。

このように、本実施形態に係る木質建材２０の製造方法は、第１の含浸剤４及び第２の含浸剤５を含む含浸剤溶液６に、木材１を含浸する工程を有する。第１の含浸剤４は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上である。第２の含浸剤５は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下である。そして、上記かさ効果は、数式３に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である。木質建材２０は、このような簡易な方法により製造することができるため、低コストで効率的に生産することが可能となる。

以下、実施例、比較例及び参考例により本実施形態を更に詳しく説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。

実施例１乃至４、比較例１乃至５、及び参考例の木質建材を製造するに際し、次の木材、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を用いた。

（木材）
木材としては、広葉樹であるバーチを用いた。具体的には、接線方向が３０ｍｍ、半径方向が３０ｍｍ、繊維方向が５ｍｍである二方柾のバーチを試験片として使用した。なお、試験片として用いたバーチの特性を表１に示す。

バーチの含水率は、次のように測定した。まず、バーチの質量を測定した後、バーチを水に２４時間浸漬した。さらに、水浸漬後のバーチの質量を測定した。そして、水浸漬前のバーチの質量及び水浸漬後のバーチの質量から、数式５に沿って含水率を求めた。

全乾時の乾燥密度及び含水した際の寸法変化率（膨潤率）は、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した。含浸密度は、上述のように含水させたときのバーチの質量、並びに接線方向、半径方向及び繊維方向の長さから求めた容積から計算した。

（第１の含浸剤）
・ＰＥＧ２００：ポリエチレングリコール（株式会社ＡＤＥＫＡ社製アデカＰＥＧ、品名ＰＥＧ−２００、重量平均分子量２００、沸点２００℃以上）
・ＰＥＧ３０００：ポリエチレングリコール（株式会社ＡＤＥＫＡ社製アデカＰＥＧ、品名ＰＥＧ−３０００、重量平均分子量３０００、沸点２００℃以上）

なお、ＰＥＧ２００を試験片であるバーチに含浸させ、上述の方法でかさ効果を測定した結果、かさ効果は８４％であった。また、ＰＥＧ２００を試験片であるバーチに含浸させた後、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率を測定した結果、重量減少比率は８３％であった。

ＰＥＧ３０００を試験片であるバーチに含浸させ、上述の方法でかさ効果を測定した結果、かさ効果は８４％であった。また、ＰＥＧ３０００を試験片であるバーチに含浸させた後、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率を測定した結果、重量減少比率は４５％であった。

（第２の含浸剤）
・水性ウレタン１：熱反応型水系ウレタン樹脂（第一工業製薬株式会社製、品名エラストロン（登録商標））
・水性ウレタン２：水性シリル化ウレタン系接着剤（コニシ株式会社製、品名アクアリンカー（登録商標）ＳＵ５００）
・ウレタンエマルジョン：自己乳化型アニオン系ポリウレタンディスパージョン（大日精化工業株式会社製水系ウレタン樹脂、品名レザミン（登録商標）Ｄ）

なお、水性ウレタン１を試験片であるバーチに含浸させ、上述の方法でかさ効果を測定した結果、かさ効果は２９％であった。また、水性ウレタン１を試験片であるバーチに含浸させた後、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率を測定した結果、重量減少比率は１０％であった。

水性ウレタン２を試験片であるバーチに含浸させ、上述の方法でかさ効果を測定した結果、かさ効果は６％であった。また、水性ウレタン２を試験片であるバーチに含浸させた後、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率を測定した結果、重量減少比率は４％であった。

ウレタンエマルジョンを試験片であるバーチに含浸させ、上述の方法でかさ効果を測定した結果、かさ効果は３％であった。また、ウレタンエマルジョンを試験片であるバーチに含浸させた後、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率を測定した結果、重量減少比率は１％であった。

［試験サンプルの作製］
（実施例１）
まず、ＰＥＧ２００及び水性ウレタン１を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるＰＥＧ２００及び水性ウレタン１の濃度がそれぞれ２４質量％となるように添加量を調整した。

次に、試験片であるバーチを１０５℃で１２時間乾燥させて全乾状態とした後、含浸剤溶液に浸漬した。具体的には、まず、全乾状態の試験片を真空装置に入れて減圧することにより、試験片内の空気を除去した。次に、真空装置内に含浸剤溶液を入れ、試験片を含浸剤溶液に３０分間浸漬した。次いで、真空装置内を常圧にした後、試験片を含浸剤溶液に２４時間浸漬した。試験片から余分な含浸剤溶液を拭き取った後、常圧で１０５℃、６時間乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（実施例２）
まず、ＰＥＧ２００及び水性ウレタン２を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるＰＥＧ２００及び水性ウレタン２の濃度がそれぞれ２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（実施例３）
まず、ＰＥＧ３０００及び水性ウレタン１を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるＰＥＧ３０００及び水性ウレタン１の濃度がそれぞれ２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（実施例４）
まず、ＰＥＧ３０００及び水性ウレタン２を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるＰＥＧ３０００及び水性ウレタン２の濃度がそれぞれ２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（比較例１）
まず、ＰＥＧ２００を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるＰＥＧ２００の濃度が２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（比較例２）
まず、ＰＥＧ３０００を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるＰＥＧ３０００の濃度が２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（比較例３）
まず、水性ウレタン１を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液における水性ウレタン１の濃度が２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（比較例４）
まず、水性ウレタン２を水に溶解し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液における水性ウレタン２の濃度が２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（比較例５）
まず、ウレタンエマルジョンを水に混合し、含浸剤溶液を調製した。この際、含浸剤溶液におけるウレタンエマルジョンの濃度が２４質量％となるように添加量を調整した。そして、実施例１と同様に、試験片であるバーチを当該含浸剤溶液に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

（参考例）
実施例１と同様に、試験片であるバーチを水に含浸して乾燥することにより、本例の試験サンプルを得た。

実施例１乃至４、比較例１乃至５及び参考例で使用した含浸剤溶液の組成を表２に纏めて示す。

［評価］
（比重の測定）
実施例１乃至４、比較例１乃至５、及び参考例に関し、試験片を含浸剤溶液に含浸して、余分な含浸剤溶液を拭き取った後のサンプルの比重（含浸品の比重）と、当該サンプルを乾燥して得られた試験サンプルの比重（含浸乾燥品の比重）とを測定した。具体的には、上述の各サンプルの質量、並びに接線方向、半径方向及び繊維方向の長さから求めた容積から、各サンプルの比重を求めた。各サンプルの比重を表２に合わせて示す。

［評価］
（試験サンプルにおける含浸剤の含有率の測定）
実施例１乃至４、比較例１乃至５、及び参考例の試験サンプルに関し、含浸剤を含浸して乾燥した後の試験サンプルの比重、及び非含浸木材である全乾状態の試験片の比重から、含浸剤の含有率を数式６に沿って測定した。各例の試験サンプルにおける含浸剤の含有率の測定結果を表２に合わせて示す。

（寸法変化率及び体積膨潤率の測定）
実施例１乃至４、比較例１乃至５、及び参考例の試験サンプルを水に浸漬した際の、接線方向、半径方向及び繊維方向の寸法変化率（膨潤率）、並びに体積膨潤率をＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した。各例の試験サンプルにおける寸法変化率及び体積膨潤率の測定結果を表２に合わせて示す。

（かさ効果）
まず、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて、各実施例、比較例及び参考例の試験サンプルの体積膨張率を測定した。そして、数式７に沿って、含浸剤を含浸していない参考例の試験サンプルの体積膨張率と含浸剤を含浸した実施例及び比較例の試験サンプルの体積膨張率との割合を計算することにより、かさ効果の値を求めた。各例の試験サンプルにおけるかさ効果の測定結果を表２に合わせて示す。

（水溶出量の測定）
実施例１乃至４、比較例１乃至５、及び参考例の試験サンプルを水に浸漬した際に、含浸剤が溶出する割合（水溶出量）を測定した。具体的には、まず、試験サンプルの質量を測定した後、試験サンプルを水に２４時間浸漬した。次に、浸漬後の試験サンプルを１０５℃で２時間乾燥した後、試験サンプルの質量を測定した。そして、水浸漬前の試験サンプルの質量及び水浸漬後の試験サンプルの質量から、水溶出量を数式８に沿って測定した。各例の試験サンプルにおける水溶出量の測定結果を表２に合わせて示す。

表２に示すように、第１の含浸剤及び第２の含浸剤を含む実施例１乃至４の試験サンプルは、水含浸時の体積膨潤率が２％未満となることから、寸法安定性に優れ、割れや反り、変形が抑制できることが分かる。また、実施例１乃至４の試験サンプルは、水含浸溶出量が１５％以下となることから、吸水又は吸湿した場合でも第１の含浸剤が表面に溶出し難く、寸法安定性の低下を抑制できることが分かる。

これに対し、第２の含浸剤を含まない比較例１及び２の試験サンプルは、水含浸時の体積膨潤率が２％未満となるものの、水含浸溶出量が４０％を超えてしまう。そのため、吸水又は吸湿した場合に第１の含浸剤が表面に溶出し、寸法安定性が低下することが分かる。

また、第１の含浸剤を含まない比較例３乃至５は、水含浸溶出量は少ないものの、水含浸時の体積膨潤率が８％を超えてしまう。そのため、吸水又は吸湿することにより寸法が変化し、割れや反り、変形が生じてしまうことが分かる。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１ 木材
４ 第１の含浸剤
５ 第２の含浸剤
６ 含浸剤溶液
１０ 改質木材
１１ 基板
１２ 表面部材
２０ 木質建材

Claims (5)

1. 木材と、
   前記木材の内部に浸透している第１の含浸剤及び第２の含浸剤と、
   を有する改質木材を備え、
   前記第１の含浸剤は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上であり、
   前記第２の含浸剤は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下であり、
   前記かさ効果は、数式１に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である、木質建材。
   

   
2. 前記第１の含浸剤は、ポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコール誘導体の少なくとも一方である、請求項１に記載の木質建材。
3. 前記第２の含浸剤は、水溶性のウレタン樹脂である、請求項１又は２に記載の木質建材。
4. 基板と、
   前記基板における少なくとも一方の表面に設けられる表面部材と、
   を備え、
   前記表面部材は、木材と、前記木材の内部に浸透している第１の含浸剤及び第２の含浸剤とを有する改質木材を含み、
   前記第１の含浸剤はポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコール誘導体の少なくとも一方であり、前記第２の含浸剤は水溶性のウレタン樹脂である、木質建材。
5. 第１の含浸剤及び第２の含浸剤を含む含浸剤溶液に、木材を含浸する工程を有し、
   前記第１の含浸剤は、かさ効果が７０％以上であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が４０％以上であり、
   前記第２の含浸剤は、かさ効果が３０％以下であり、かつ、ＪＩＳ Ｋ１５７１に規定の耐候操作前後での重量減少比率が１０％以下であり、
   前記かさ効果は、数式２に示す、ＪＩＳ Ｚ２１０１に準じて測定した、含浸剤を含浸していない木材の体積膨張率と含浸剤を含浸した木材の体積膨張率との割合である、木質建材の製造方法。
   

   

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